H Προμηθέας Group εφαρμόζει δύο διαδικασίες για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων: Καταλυτικό αποπολυμερισμό και διεργασία Fischer - Tropsch.

Καταλυτικός αποπολυμερισμός

Ο καταλυτικός αποπολυμερισμός είναι μία μέθοδος για τη διάσπαση των πολύπλοκων οργανικών υλικών σε ελαφρύ αργό πετρέλαιο. Μιμείται τις φυσικές γεωλογικές διαδικασίες που πιστεύεται ότι εμπλέκονται στην παραγωγή των ορυκτών καυσίμων. Υπό κατάλληλη πίεση και θερμοκρασία, μακρές αλυσίδες πολυμερή υδρογόνου, οξυγόνου και άνθρακα αποσυντίθεται σε υδρογονάνθρακες πετρελαίου βραχείας αλυσίδας με ένα μέγιστο μήκος περίπου 18 άνθρακες.

Επιλεκτικός καταλύτης

Για να παράγει μικρότερες αλυσίδες υδρογονανθράκων, χρησιμοποιείται ένας επιλεκτικός καταλύτης που αναπτύχθηκε και κατοχυρώθηκε από τον Dr.Christian Koch . Οι κρύσταλλοι του καταλύτη που χρησιμοποιείται σε αυτή τη διαδικασία έχουν διπλή λειτουργία:

1 - Καταλύει την αντίδραση, διευκολύνοντας το σχηματισμό πολύτιμων προϊόντων

2 - Σαν ανταλλάκτης ιόντων, διατηρώντας τα ετεροάτομα όπως αλογόνα, φώσφορο, άζωτο και τα βαρέα μέταλλα που υπάρχουν στην πρώτη ύλη, τα μετατρέπει σε ανόργανα άλατα.

Χαμηλή Θερμοκρασία

Η καταλυτική διαδικασία αποπολυμερισμού είναι μια διαδικασία αντίδρασης που λαμβάνει χώρα σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία και χαμηλή πίεση. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας, ένας καταλύτης απαιτείται για να σπάσει το μόριο υδρογονάνθρακα. Η διεργασία απαιτεί μια θερμοκρασία πάνω από 270°C και τη χρήση ενός καταλύτη ανταλλαγής ιόντων. Ωστόσο, εάν η θερμοκρασία διατηρείται κάτω από 400°C, η παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, διοξινών και φουρανίου αποφεύγεται. Η διαδικασία KDV δεν είναι μια αντίδραση πυρόλυσης, και αυτός είναι ο λόγος που σχηματισμοί κωκ δεν μπορούν να συμβούν.

Βελτίωση Διαδικασιών

Η απόδοση αφορά στη χαμηλή θερμοκρασία αντίδρασης (250-285°C), και τα υψηλά ποσοστά μετατροπής (περίπου 80% του περιεχομένου των υδρογονανθράκων). Η μονάδα επεξεργασίας έχει πολύ χαμηλό κόστος συντήρησης, είναι αξιόπιστη και ασφαλής. Η απαιτήσεις σε ενέργεια, θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια για την επεξεργασία παρέχεται από τη συνδυασμένη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού (CHP), που καταναλώνει μόνο περίπου το 10% του ντίζελ που παράγεται.

Fischer-Tropsch

Η διαδικασία Fischer-Tropsch είναι μία από τις προηγμένες τεχνολογίες μετατροπής βιοκαυσίμων που περιλαμβάνουν αεριοποίηση των πρώτων υλών βιομάζας, τον καθαρισμό και την προετοιμασία του παραγόμενου συνθετικού αερίου, και την μετέπειτα σύνθεση σε υγρά (ή αέρια) βιοκαύσιμα. Η διαδικασία Fischer-Tropsch έχει γίνει γνωστή από το 1920 στη Γερμανία, αλλά στο παρελθόν είχε χρησιμοποιηθεί κυρίως για την παραγωγή υγρών καυσίμων από άνθρακα ή φυσικό αέριο. Ωστόσο, η διαδικασία που χρησιμοποιεί βιομάζα ως πρώτη ύλη είναι ακόμα υπό ανάπτυξη. Κάθε είδος της βιομάζας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη, συμπεριλαμβανομένων υλικά ξύλου και χόρτων, γεωργικών και δασικών υπολειμμάτων. Η βιομάζα αεριοποιείται για την παραγωγή αερίου σύνθεσης, το οποίο είναι ένα μίγμα μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και υδρογόνου (Η2). Πριν από τη σύνθεση, το αέριο αυτό μπορεί να προετοιμαστεί με τη χρήση της μετατόπισης ύδατος-αερίου για να επιτευχθεί η απαιτούμενη αναλογία H2/CO για τη σύνθεση. Τα υγρά που παράγονται από το syngas, περιλαμβάνουν διάφορα τμήματα υδρογονανθράκων, είναι πολύ καθαροί (χωρίς θείο) υδρογονάνθρακες ευθείας αλυσίδας, και μπορούν να μετατραπούν περαιτέρω σε καύσιμα αυτοκινήτων. Το ντίζελ Fischer-Tropsch μπορεί να παραχθεί άμεσα, αλλά μια υψηλότερη απόδοση επιτυγχάνεται αν πρώτα παραχθεί κερί Fischer-Tropsch, που ακολουθείται από υδρογονοπυρόλυση. Το ντίζελ Fischer-Tropsch είναι παρόμοιο με το ορυκτό ντίζελ σε ενεργειακό περιεχόμενο, σε πυκνότητα και ιξώδες, και να μπορεί να αναμιχθεί με ορυκτό ντίζελ σε οποιαδήποτε αναλογία, χωρίς την ανάγκη για τροποποιήσεις κινητήρα ή υποδομής. Όσον αφορά σε ορισμένα άλλα χαρακτηριστικά των καυσίμων, το ντίζελ Fischer-Tropsch είναι ακόμη καλύτερο, καθώς έχει υψηλότερο περιεχόμενο κετανίου (καλύτερη ποιότητα αυτανάφλεξης) και χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες, η οποία οδηγεί σε μείωση των εκπομπών NOx και σωματιδίων.

Για την παραγωγή Fischer -Tropsch ντίζελ, οι κύριες τεχνολογικές προκλήσεις είναι στην παραγωγή του αερίου σύνθεσης (αεριοποιητής ροής). Οι φραγμοί αυτοί ισχύουν επίσης για άλλα προιόντα αεριοποίησης που προέρχονται από βιοκαύσιμα, δηλαδή βιομεθανόλη, βιο-DME και βιοϋδρογόνου. Το αέριο σύνθεσης παράγεται από αεριοποιητή υψηλής θερμοκρασίας, που χρησιμοποιείται ήδη για την αεριοποίηση του άνθρακα. Η βιομάζα έχει διαφορετικές ιδιότητες από τον άνθρακα και ως εκ τούτου, πολλές τροποποιήσεις της διαδικασίας είναι απαραίτητες. Πρώτον, η βιομάζα προ-επεξεργασίας και τροφοδοσίας χρειάζεται μια διαφορετική προεργασία, γιατί το άλεσμα της βιομάζας σε μικρά κομμάτια είναι πολύ υψηλής ενεργειακής έντασης.

Επιπλέον, τα μικρά κομμάτια βιομάζας μπορεί επίσης να μπλοκάρουν και τις γραμμές τροφοδοσίας. Διαδικασίες προεπεξεργασίας, όπως φρύξη ή πυρόλυση (η οποία παράγει ένα υγρό έλαιο) θα μπορούσε να εφαρμοστεί για να ξεπεραστούν αυτά τα προβλήματα. Δεύτερον, λόγω της υψηλότερης δραστικότητας της βιομάζας (σε σύγκριση με τον άνθρακα) η θερμοκρασία αεριοποίησης θα μπορούσε να μειωθεί, με αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις, αλλά αυτό θα απαιτεί διαφορετικό αεριοποιητή και σχεδιασμό του καυστήρα. Τρίτον, η σύνθεση της τέφρας της βιομάζας είναι διαφορετική από εκείνη του άνθρακα, η οποία οδηγεί σε διαφορετική τέφρα και συμπεριφορά καυστήρα, το οποίο είναι ένας σημαντικός παράγοντας στον αεριοποιητή και χρειάζεται να μελετηθεί σε βάθος. Αυτό είναι επίσης σημαντικό για την ψύξη των syngas (συνθετικών αερίων), για το οποίο επιθυμείται καινοτόμος ανάπτυξη. Άλλα ερευνητικά θέματα είναι ο καθαρισμός του αερίου σύνθεσης, η ανάπτυξη διαφόρων τύπων καταλυτών, καθώς και η αξιοποίηση των υποπροϊόντων όπως η ηλεκτρική ενέργεια, η θερμότητα και ο ατμός.